(57)【要約】【課題】径方向に関する撹拌ムラを十分に防止することができる地盤撹拌装置とする。【解決手段】軸心回りに回転する回転軸１０と、この回転軸１０から外方に延在する下側撹拌翼２１と、この下側撹拌翼２１の上方において回転軸１０から外方に延在する上側撹拌翼２５と、を有する地盤撹拌装置１であって、下側撹拌翼２１が回転方向の一方に曲り、上側撹拌翼２５が回転方向の他方に曲がる構成とされている。【選択図】図１
2013007240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸心回りに回転する回転軸と、この回転軸から外方に延在する下側撹拌翼と、この下側撹拌翼の上方において前記回転軸から外方に延在する上側撹拌翼と、を有する地盤撹拌装置であって、
前記下側撹拌翼が回転方向の一方に曲り、前記上側撹拌翼が前記回転方向の他方に曲がる、
ことを特徴とする地盤撹拌装置。
【請求項２】
前記下側撹拌翼及び前記上側撹拌翼は内表面及び外表面が回転方向を臨む板状で、
前記撹拌翼基端部の内表面が前記回転軸の外周面に接し、
前記撹拌翼の外表面から突出し、当該撹拌翼の延在方向に沿う外側補助板が備わり、
この外側補助板が前記撹拌翼基端部の外表面を越えて前記回転軸の外周面上に至り、この外周面と繋がる、
請求項１記載の地盤撹拌装置。
【請求項３】
前記撹拌翼内表面から突出し、当該撹拌翼の延在方向に沿う内側補助板が備わり、
この内側補助板の基端部が前記回転軸の外表面上に至り、当該外表面と繋がる、
請求項２記載の地盤撹拌装置。
【請求項４】
前記回転軸の貫入時に固化剤を吐出する固化剤吐出口が前記回転軸の近位部に備わり、かつ前記下側撹拌翼が前記貫入時における回転方向の後方に曲がり、
又は、前記固化剤吐出口が前記回転軸の遠位部に備わり、かつ前記下側撹拌翼が前記貫入時における回転方向の前方に曲がる、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の地盤撹拌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤改良工法等に用いられる地盤撹拌装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、地盤中に固化剤を吐出し、撹拌して地盤の性状を改良する地盤改良工法が広く知られている。この地盤改良工法には、地盤と固化剤とを撹拌混合する地盤撹拌装置が用いられている。この地盤撹拌装置は、軸心回りに回転する回転軸と、この回転軸の先端部から外方に延在する掘削翼と、この掘削翼の上方において回転軸から外方に延在する撹拌翼と、を主に有する（例えば、特許文献１参照。）。この地盤撹拌装置を用いて地盤を改良するにあたっては、回転軸を軸心回りに回転させながら地盤に貫入し、回転軸の先端部に備わる掘削翼によって地盤を柱状に掘削する。また、この掘削翼によって掘削された地盤（掘削地盤）中には、回転軸の先端部等からセメントミルク等の固化剤を吐出する。この固化剤は、掘削翼の上方に備わる撹拌翼によって掘削地盤と撹拌混合され、固化剤の硬化に伴って柱状の改良地盤が形成される。
【０００３】
この地盤改良工法においては、掘削地盤及び固化剤の撹拌ムラを減らして改良地盤の均質性を向上するために、回転軸の回転方向を変えたり（正転及び逆転）、回転軸を軸方向に進退させたり（貫入及び引抜き）するのが一般的である。しかしながら、従来の撹拌翼による撹拌は、掘削地盤及び固化剤を周方向に移動させるだけであるため、径方向に関する撹拌ムラを十分に防止することができないとの問題を有する。
【０００４】
この点、撹拌ムラ防止のための手段としては、従来から、共回り防止手段（板）が広く知られており、上記特許文献１は、この共回り防止手段の改良形態を示している。しかしながら、共回り防止手段は、掘削地盤が軸方向に関する全ての部位で一体的に共回りするのを防止するための手段としては優れるが、径方向に関する撹拌ムラを防止することができない。また、特に特許文献１が示す形態は、回転軸の回転方向を変えることができず、この点で、撹拌ムラ防止性能が劣るとの問題を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平７−１００３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする主たる課題は、径方向に関する撹拌ムラを十分に防止することができる地盤撹拌装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題を解決した本発明は、次の通りである。
〔請求項１記載の発明〕
軸心回りに回転する回転軸と、この回転軸から外方に延在する下側撹拌翼と、この下側撹拌翼の上方において前記回転軸から外方に延在する上側撹拌翼と、を有する地盤撹拌装置であって、
前記下側撹拌翼が回転方向の一方に曲り、前記上側撹拌翼が前記回転方向の他方に曲がる、
ことを特徴とする地盤撹拌装置。
【０００８】
（主な作用効果）
図４の（ａ）に示すように、回転軸１０から外方に延在する撹拌翼２０が回転方向の後方に曲ると、当該撹拌翼２０が地盤を外方に払い出しながら撹拌するようになる（払い出し機能）。他方、図４の（ｂ）に示すように、回転軸１０から外方に延在する撹拌翼２０が回転方向の前方に曲ると、当該撹拌翼２０が地盤を内方に掻き集めながら撹拌するようになる（掻き集め機能）。したがって、下側撹拌翼が回転方向の一方（前方又は後方）に曲り、上側撹拌翼が回転方向の他方に曲がると、地盤が周方向（回転方向）だけでなく径方向（内外方向）にも移動させられ、撹拌ムラが防止される。
【０００９】
〔請求項２記載の発明〕
前記下側撹拌翼及び前記上側撹拌翼は内表面及び外表面が回転方向を臨む板状で、
前記撹拌翼基端部の内表面が前記回転軸の外周面に接し、
前記撹拌翼の外表面から突出し、当該撹拌翼の延在方向に沿う外側補助板が備わり、
この外側補助板が前記撹拌翼基端部の外表面を越えて前記回転軸の外周面上に至り、この外周面と繋がる、
請求項１記載の地盤撹拌装置。
【００１０】
（主な作用効果）
下側撹拌翼及び上側撹拌翼が、内表面及び外表面が回転方向を臨む板状であると、撹拌効率が向上する。
また、図５に示すように、撹拌翼２０基端部の内表面２０ｙが回転軸外周面１０ａに接する（符号Ｘ１で示す）と、撹拌翼２０基端部の端面２０ｚが回転軸外周面１０ａに接する場合（符号Ｘ２で示す）や、撹拌翼２０基端部の外表面２０ｘが回転軸外周面１０ａに接する場合（符号Ｘ３で示す）よりも、撹拌翼２０を長くすることができる。したがって、撹拌効率が向上する。
さらに、撹拌翼外表面から突出し、当該撹拌翼の延在方向に沿う外側補助板が備わると、撹拌翼外表面が地盤を撹拌する撹拌面となる場合（払い出し時）において、当該外側補助板が地盤に切り込みを入れる機能を発揮する。したがって、撹拌抵抗が低減する。また、この外側補助板は、回転軸の貫入・引抜き時に、撹拌地盤を上下方向へ移動させる機能も発揮する。したがって、地盤の上下方向に関する撹拌ムラが削減される。さらに、この外側補助板は、板状とされた撹拌翼の形状を保持するリブとしての機能も発揮する。
加えて、この外側補助板が撹拌翼基端部の外表面を越えて回転軸の外周面上に至り、この外周面と繋がると、回転軸によって撹拌翼が強固に支持される。また、この外側補助板の撹拌翼基端部外表面を越える部分は、上記撹拌抵抗低減機能や撹拌ムラ削減機能をより向上させる。
【００１１】
〔請求項３記載の発明〕
前記撹拌翼内表面から突出し、当該撹拌翼の延在方向に沿う内側補助板が備わり、
この内側補助板の基端部が前記回転軸の外表面上に至り、当該外表面と繋がる、
請求項２記載の地盤撹拌装置。
【００１２】
（主な作用効果）
撹拌翼内表面から突出し、当該撹拌翼の延在方向に沿う内側補助板が備わると、撹拌翼内表面が地盤を撹拌する撹拌面となる場合（掻き集め時）において、当該内側補助板が地盤に切り込みを入れる機能を発揮する。したがって、撹拌抵抗が低減する。また、この内側補助板は、回転軸の貫入・引抜き時に、撹拌地盤を上下方向へ移動させる機能も発揮する。したがって、地盤の撹拌ムラが削減される。さらに、この内側補助板は、板状とされた撹拌翼の形状を保持するリブとしての機能も発揮する。
加えて、この内側補助板の基端部が回転軸の外表面上に至り、当該外表面と繋がると、回転軸によって撹拌翼が強固に支持される。
【００１３】
〔請求項４記載の発明〕
前記回転軸の貫入時に固化剤を吐出する固化剤吐出口が前記回転軸の近位部に備わり、かつ前記下側撹拌翼が前記貫入時における回転方向の後方に曲がり、
又は、前記固化剤吐出口が前記回転軸の遠位部に備わり、かつ前記下側撹拌翼が前記貫入時における回転方向の前方に曲がる、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の地盤撹拌装置。
【００１４】
（主な作用効果）
回転軸の貫入時に固化剤を吐出する固化剤吐出口が回転軸の近位部に備わる場合において、下側撹拌翼が貫入時における回転方向の後方に曲がると、当該下側撹拌翼の払い出し機能によって固化剤が外方に拡散される。したがって、地盤に対して固化剤が均一に混入される。他方、固化剤吐出口が回転軸の遠位部に備わる場合において、下側撹拌翼が貫入時における回転方向の前方に曲がると、当該下側撹拌翼の掻き集め機能によって固化剤が内方に拡散される。したがって、地盤に対して固化剤が均一に混入される
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、径方向に関する撹拌ムラを十分に防止することができる地盤撹拌装置となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本形態の地盤撹拌装置の斜視図である。
【図２】本形態の地盤撹拌装置に備わる撹拌翼の平面図である。
【図３】本形態の地盤撹拌装置を利用した地盤改良工法の説明図である。
【図４】本形態の撹拌翼の機能を説明するための図である。
【図５】本形態の撹拌翼の変形例を説明するための図である。
【図６】本形態の撹拌翼の変形例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明の実施の形態を説明する。
図１に示すように、本形態の地盤撹拌装置１は、軸心回りに回転する管状の回転軸（回転ロッド）１０を有する。この回転軸１０は、例えば鉄鋼等によって形成され、内空部に後述する固化剤の流路等が設けられる。
【００１８】
回転軸１０の先端部には、左側掘削刃３１ａ及び右側掘削刃３１ｂからなる掘削刃３１が設けられている。左側掘削刃３１ａ及び右側掘削刃３１ｂは、それぞれ回転軸１０を中心とする半螺旋形状とされており、回転軸１０を中心として点対称となるように配置されている。この左側掘削刃３１ａ及び右側掘削刃３１ｂによって、地盤Ｇが掘削される。左側掘削刃３１ａ及び右側掘削刃３１ｂは、例えば鉄鋼等によって形成され、回転軸１０の外周面１０ａに溶接等によって取り付けられる。
【００１９】
左側掘削刃３１ａ及び右側掘削刃３１ｂの下端部には、それぞれ下方に突出する掘削ビット３１ｘが複数本、図示例では各３本設けられている。この掘削ビッド３１ｘによって、地盤Ｇの掘削が円滑・迅速に行われる。掘削ビッド３１ｘも、例えば鉄鋼等によって形成される。
【００２０】
左側掘削刃３１ａ及び右側掘削刃３１ｂの上端部近傍の回転軸１０には、左側掘削翼３５ａ及び右側掘削翼３５ｂからなる掘削翼３５が設けられている。左側掘削翼３５ａ及び右側掘削翼３５ｂは、それぞれ回転軸１０の外周面１０ａから外方へ延在する板状とされており、回転軸１０を中心として点対称となるように配置されている。この左側掘削翼３５ａ及び右側掘削翼３５ｂによって、地盤Ｇが掘削されると伴に撹拌される。左側掘削翼３５ａ及び右側掘削翼３５ｂは、例えば鉄鋼等によって形成され、回転軸１０の外周面１０ａに溶接等によって取り付けられる。
【００２１】
左側掘削翼３５ａ及び右側掘削翼３５ｂは、貫入時の回転方向（回転Ａ）を基準にすると先方側となる部位（下側部）が後方側となる部位（上側部）よりも下方に位置する所定角度の傾斜が、例えば４０〜５０°の傾斜が付けられている。この傾斜によって、例えば、貫入時における地盤撹拌装置１の推進力が得られ、地盤Ｇの掘削が円滑に行われる。
【００２２】
左側掘削翼３５ａ及び右側掘削翼３５ｂの遠位端下側部には、それぞれ左側掘削翼３５ａ及び右側掘削翼３５ｂの傾斜に沿って突出する掘削ビット３５ｘが複数本、図示例では各３本設けられている。この掘削ビッド３５ｘによって、地盤Ｇの掘削が円滑・迅速に行われる。掘削ビッド３５ｘも、例えば鉄鋼等によって形成される。
【００２３】
左側掘削翼３５ａ及び右側掘削翼３５ｂは、その下側部が左側掘削刃３１ａ及び右側掘削刃３１ｂの下端部と平行となるように配置されているが、左側掘削刃３１ａ及び右側掘削刃３１ｂよりも外方まで延在している。したがって、左側掘削翼３５ａ及び右側掘削翼３５ｂの全延在長さＤ１が地盤Ｇに形成される削孔Ｃ（図３参照）の直径となる。
【００２４】
左側掘削翼３５ａ及び右側掘削翼３５ｂよりも上方の回転軸１０には、左側直線撹拌翼４１ａ及び右側直線撹拌翼４１ｂからなる直線（ストレート）撹拌翼４１が設けられている。左側直線撹拌翼４１ａ及び右側直線撹拌翼４１ｂは、それぞれ回転軸１０の外周面１０ａから外方へ延在する板状とされており、回転軸１０を中心として点対称となるように配置されている。この左側直線撹拌翼４１ａ及び右側直線撹拌翼４１ｂによって、掘削刃３１や掘削翼３５によって掘削された地盤（掘削地盤）Ｇ等が撹拌される。左側直線撹拌翼４１ａ及び右側直線撹拌翼４１ｂも、例えば鉄鋼等によって形成され、回転軸１０の外周面１０ａに溶接等によって取り付けられる。
【００２５】
左側直線撹拌翼４１ａ及び右側直線撹拌翼４１ｂも、左側掘削翼３５ａ及び右側掘削翼３５ｂと同様に傾斜が付けられている。具体的には、貫入時の回転方向（回転Ａ）を基準にすると先方側となる部位（下側部）が後方側となる部位（上側部）よりも下方に位置する所定角度の傾斜が、例えば４０〜５０°の傾斜が付けられている。この傾斜によって、例えば、貫入時における地盤撹拌装置１の推進力が得られるとともに、掘削された地盤Ｇ等の撹拌が円滑に行われる。
【００２６】
左側直線撹拌翼４１ａ及び右側直線撹拌翼４１ｂは、その下側部が左側掘削翼３５ａ及び右側掘削翼３５ｂの下側部と平行とならないように、例えば、平面視で３０〜６０°の角度をもって交差するように配置されており、また、左側掘削翼３５ａ及び右側掘削翼３５ｂよりも若干内方まで延在している。
【００２７】
左側直線撹拌翼４１ａ及び右側直線撹拌翼４１ｂの上表面幅方向中央部には、それぞれ上方へ突出し、かつ左側直線撹拌翼４１ａ及び右側直線撹拌翼４１ｂの延在方向に沿う断面略方形状の凸角材４１ｘが設けられている。この凸角材４１ｘによって、地盤撹拌装置１を地盤Ｇから引き抜く（引き上げる）際の抵抗が低減される。凸角材４１ｘは、例えば鉄鋼等によって形成され、左側直線撹拌翼４１ａ及び右側直線撹拌翼４１ｂにそれぞれ溶接等によって固定される。
【００２８】
左側直線撹拌翼４１ａ及び右側直線撹拌翼４１ｂよりも上方の回転軸１０には、左側せん断板５１ａ及び右側せん断板５１ｂからなるせん断板５１が設けられている。左側せん断板５１ａ及び右側せん断板５１ｂは、左側直線撹拌翼４１ａ及び右側直線撹拌翼４１ｂ等と同様、それぞれ回転軸１０から外方へ延在する板状とされており、回転軸１０を中心として点対称となるように配置されている。
【００２９】
ただし、左側せん断板５１ａ及び右側せん断板５１ｂは、左側直線撹拌翼４１ａや右側直線撹拌翼４１ｂのような傾斜が付けられておらず、両表面が回転方向を臨んでいる。また、左側せん断板５１ａ及び右側せん断板５１ｂは、回転軸１０の外周面１０ａに固定されておらず、回転自在とされている。具体的には、回転軸１０の外周面１０ａ上に軸心回りに回転自在とされた筒体５１ｃが設けられており、この筒体５１ｃの外周面に左側せん断板５１ａ及び右側せん断板５１ｂが固定されている。筒体５１ｃは、回転軸１０の外周面１０ａから突出する一対のフランジ５１ｄ，５１ｄによって軸方向への移動が阻止されている。このように左側せん断板５１ａ及び右側せん断板５１ｂが回転自在とされていることによって、掘削された地盤Ｇが緩やかにせん断され、軸方向に関する全ての部位で一体的に共回りするのが緩やかに防止される。
【００３０】
左側せん断板５１ａ及び右側せん断板５１ｂは、例えば鉄鋼等によって形成され、筒体５１ｃに溶接等によって固定される。
【００３１】
左側せん断板５１ａ及び右側せん断板５１ｂよりも上方の回転軸１０には、左下側撹拌翼２１ａ及び右下側撹拌翼２１ｂからなる下側撹拌翼２１が設けられ、この下側撹拌翼２１よりも上方の回転軸１０には、左上側撹拌翼２５ａ及び右上側撹拌翼２５ｂからなる上側撹拌翼２５が設けられている。下側撹拌翼２１及び上側撹拌翼２５は、下側撹拌翼２１が回転方向の一方に曲り、上側撹拌翼２５が回転方向の他方に曲がるという点で相違するが、基本的には同一の構造とされているので、以下では、下側撹拌翼２１を中心に説明する。
【００３２】
左下側撹拌翼２１ａ及び右下側撹拌翼２１ｂは、図２の（ａ）に示すように、回転軸１０の外周面１０ａから外方へ延在し、かつ内表面２１ｙ及び外表面２１ｘが回転方向を臨む（両表面２１ｘ，２１ｙが回転軸１０の軸方向（図２の紙面を貫く方向）に沿う）板状とされており、回転軸１０を中心として点対称となるように配置されている。この左下側撹拌翼２１ａ及び右下側撹拌翼２１ｂによって、掘削刃３１や掘削翼３５によって掘削された地盤Ｇ等が撹拌される。
【００３３】
もっとも、この撹拌は、従来の例におけるように掘削された地盤Ｇ等を周方向へ移動させるだけのものではない。すなわち、左下側撹拌翼２１ａ及び右下側撹拌翼２１ｂは、外方に向かうに従って回転方向の一方（前方又は後方）に曲がる形状とされている。したがって、前述したように、掘削された地盤Ｇ等の払い出し機能や掻き集め機能が発揮され、径方向に関する撹拌ムラが確実に防止される。
【００３４】
ここで、本明細書において「曲がる」とは、湾曲していることのほか、１箇所又は２箇所以上の複数箇所において屈曲していること、湾曲及び屈曲が組み合わさっていることをも含む概念であり、上記払い出し機能や掻き集め機能が発揮される状態を意味する。
【００３５】
ただし、左下側撹拌翼２１ａ及び右下側撹拌翼２１ｂの曲率半径ｒは、下記の範囲とされているのが好ましい。
（Ｒ＋Ｒ0）／２≦ｒ≦（Ｒ2＋Ｒ02）／２Ｒ0
ここで、Ｒ0：回転軸１０の半径、Ｒ：撹拌半径である。
【００３６】
左下側撹拌翼２１ａ及び右下側撹拌翼２１ｂは、例えば鉄鋼等によって形成され、回転軸１０の外周面１０ａに溶接等によって固定されている。この固定をする際の左下側撹拌翼２１ａ及び右下側撹拌翼２１ｂの配置（位置関係）は、図５に基づいて前述したように種々の形態が考えられる。しかしながら、本形態においては、撹拌効率の向上という観点から、基端部２１ｉの内表面２１ｙが回転軸１０の外周面１０ａに接するように配置された形態が採用されている。
【００３７】
左下側撹拌翼２１ａ及び右下側撹拌翼２１ｂの外表面２１ｘには、両表面が上下方向を臨む板状の外側補助板２２が備えられている。この外側補助板２２は、外表面２１ｘから垂直に突出しており、左下側撹拌翼２１ａ及び右下側撹拌翼２１ｂの延在方向に沿って延在している。この外側補助板２２によって、前述したように撹拌抵抗低減機能や、上下方向に関する撹拌ムラ削減機能、リブ機能等が発揮される。
【００３８】
外側補助板２２は、下側撹拌翼基端部２１ｉの外表面２１ｘを越えて回転軸１０の外周面１０ａ上に至り、この外周面１０ａと繋げられている。したがって、前述したように左下側撹拌翼２１ａ及び右下側撹拌翼２１ｂが回転軸１０によって強固に支持される。また、外側補助板２２の下側撹拌翼基端部２１ｉの外表面２１ｘを越える部分によって上記撹拌抵抗低減機能や撹拌ムラ削減機能がより向上させられる。
【００３９】
外側補助板２２は、例えば鉄鋼等によって形成され、左下側撹拌翼２１ａ及び右下側撹拌翼２１ｂや回転軸１０の外周面１０ａに対してそれぞれ溶接等によって固定される。
【００４０】
左下側撹拌翼２１ａ及び右下側撹拌翼２１ｂの内表面２１ｙには、両表面が上下方向を臨む板状の内側補助板２３が備えられている。この内側補助板２３も、内表面２１ｙから垂直に突出しており、左下側撹拌翼２１ａ及び右下側撹拌翼２１ｂの延在方向に沿って延在している。この内側補助板２３によって、前述したように撹拌抵抗低減機能や、上下方向に関する撹拌ムラ削減機能、リブ機能等が発揮される。
【００４１】
内側補助板２３は、基端部が回転軸１０の外周面１０ａ上に至り、この外周面１０ａと繋げられている。したがって、前述したように左下側撹拌翼２１ａ及び右下側撹拌翼２１ｂが回転軸１０によってより強固に支持される。
【００４２】
一方、左上側撹拌翼２５ａ及び右上側撹拌翼２５ｂは、前述したように左下側撹拌翼２１ａ及び右下側撹拌翼２１ｂと基本的に同一の構造とされているが、図２の（ｂ）に示すように、左下側撹拌翼２１ａ及び右下側撹拌翼２１ｂとは異なる方向（他方）に曲がるという点で相違する。上下に位置する下側撹拌翼２１及び上側撹拌翼２５が相互に異なる方向に曲がると、「一方」が払い出し機能を発揮する際に「他方」が掻き集め機能を発揮するため、掘削された地盤Ｇ等の径方向への撹拌性能が向上する。
【００４３】
ここで、「一方」、「他方」とは、下側撹拌翼２１及び上側撹拌翼２５のいずれか一方を意味するに留まり、更に撹拌翼を増やすこと、つまり撹拌翼を３本以上の複数本設けることを否定する趣旨ではない。
【００４４】
左上側撹拌翼２５ａ及び右上側撹拌翼２５ｂ並びに左下側撹拌翼２１ａ及び右下側撹拌翼２１ｂは、回転軸１０から同方向に延在するように配置することもできるが、異なる方向に延在するように配置するのが好ましく、図示例のように直交方向に延在するように配置するのがより好ましい。なお、図示例において、符号２６は左上側撹拌翼２５ａ及び右上側撹拌翼２５ｂの外側補助板を、符号２７は左上側撹拌翼２５ａ及び右上側撹拌翼２５ｂの内側補助板を示す。
【００４５】
左上側撹拌翼２５ａ及び右上側撹拌翼２５ｂのその他の形状や素材等は、左下側撹拌翼２１ａ及び右下側撹拌翼２１ｂと同様である。
【００４６】
左上側撹拌翼２５ａ及び右上側撹拌翼２５ｂよりも上方の回転軸１０には、第２の左側せん断板５５ａ及び第２の右側せん断板５５ｂからなる第２のせん断板５５が設けられている。この第２の左側せん断板５５ａ及び第２の右側せん断板５５ｂも、前述した（第１の）左側せん断板５１ａ及び右側せん断板５１ｂと同様の構造、素材等とされており、第２の左側せん断板５５ａ及び第２の右側せん断板５５ｂによって掘削された地盤Ｇが緩やかにせん断され、軸方向に関する全ての部位で一体的に共回りするのが緩やかに防止される。
【００４７】
第２の左側せん断板５５ａ及び第２の右側せん断板５５ｂよりも上方の回転軸１０には、第２の左側直線撹拌翼４５ａ及び第２の右側直線撹拌翼４５ｂからなる第２の直線（ストレート）撹拌翼４５が設けられている。この第２の左側直線撹拌翼４５ａ及び第２の右側直線撹拌翼４５ｂも、前述した（第１の）左側直線撹拌翼４１ａ及び右側直線撹拌翼４１ｂと同様の構造、素材等とされており、第２の左側直線撹拌翼４５ａ及び第２の右側直線撹拌翼４５ｂによって掘削刃３１や掘削翼３５によって掘削された地盤Ｇ等が撹拌される。なお、符号４５ｘは、凸角材である。
【００４８】
回転軸１０の先端側には、回転軸１０の貫入時にセメントミルク等の固化剤を吐出する図示しない吐出口が設けられている。この吐出口は、回転軸１０の近位部に備えられていても、回転軸１０の遠位部に備えられていてもよい。ただし、吐出口が近位部に備えられる場合は下側撹拌翼２１が回転軸１０の貫入時における回転方向の後方に曲がり、他方、遠位部に備えられる場合は下側撹拌翼２１が回転軸１０の貫入時における回転方向の前方に曲がるのが好ましい。これらの形態によると、前述したように地盤Ｇに対して固化剤が均一に混入される。
【００４９】
ここで、本明細書において「近位部」とは削孔Ｃの内周面よりも回転軸１０の軸心に近い側（図１中に符号Ｄ２で示す。）を、「遠位部」とは回転軸１０の軸心よりも削孔Ｃの内周面に近い側（図１中に符号Ｄ３で示す。）を、それぞれ意味する。
【００５０】
回転軸１０の先端面には、先方に向かって突出する軸ブレ防止ピン７０が備えられている。本形態の地盤撹拌装置１は、下側撹拌翼２１や上側撹拌翼２５によって掘削された地盤Ｇを径方向にも撹拌する構成とされており、特に回転軸１０の貫入時においては撹拌に伴って軸ブレが生じる可能性がある。しかるに、地盤撹拌装置１においては軸ブレ防止ピン７０が掘削されていない地盤Ｇに突き刺さった状態で掘削や撹拌が行われることになるため、軸ブレが防止される。
【００５１】
〔地盤改良工法〕
次に、本形態の地盤撹拌装置１を用いた地盤改良工法を説明する。
図３の（１）に示すように、本形態の地盤改良工法においては、ベースマシン２によってリーダー３が立設状態で保持されており、このリーダー３にパワースイベル４が取り付けられている。このパワースイベル４は、リーダー３に沿って上下方向に移動可能とされている。パワースイベル４には、減速機等を介して回転軸（ロッド）１０が連結されており、この回転軸１０の先端部が本形態の地盤撹拌装置１とされている。
【００５２】
ベースマシン２を移動して回転軸１０を所定位置にセットしたら、パワースイベル４を駆動して回転軸１０を回転すると伴に下方へ移動させ、図３の（２）に示すように、回転軸１０を地盤改良部Ｇ１の上端まで貫入させる。この貫入に際しては、回転軸１０の先端部に備わる掘削刃３１や掘削翼３５によって地盤Ｇが掘削され、削孔Ｃの形成が開始される。
【００５３】
続けて、固化剤の吐出を開始すると伴に、回転軸１０の貫入を進める。この貫入に際しては、掘削刃３１や掘削翼３５によって掘削された掘削地盤Ｇと固化剤とが、各種撹拌翼２１，２５，４１，４５等によって撹拌混合される。この回転軸１０の貫入は、図３の（３）に示すように、回転軸１０が地盤改良部Ｇ１の下端に至るまで行う。回転軸１０の貫入速度は、例えば、毎分０．３〜１．０ｍとすることができる。
【００５４】
回転軸１０が地盤改良部Ｇ１の下端に達したら、回転軸１０の回転方向を正転（回転Ａ）から逆転（回転Ｂ）に切り換え（図１参照）、図３の（４）に示すように、回転軸１０を引き上げる（引抜く）。この引き上げに際しても、掘削された地盤Ｇと固化剤とが撹拌翼２１，２５等によって撹拌・混合される。
【００５５】
貫入時及び引抜き（引上げ）時における回転軸１０の回転数は、例えば、１ｍ当り３００〜６００回とすることができる。また、回転軸１０の貫入及び引抜きは、適宜の回数繰り返し、地盤改良部Ｇ１をより均質化することもできる。このようにして、図３の（５）に示すように、円柱状の地盤改良部Ｇ１が形成される。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、地盤改良工法等に用いられる地盤撹拌装置として適用可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１…地盤撹拌装置、２…ベースマシン、３…リーダー、４…パワースイベル、１０…回転軸、１０ａ…外周面、２０…撹拌翼、２０ｘ…外表面、２０ｙ…内表面、２０ｚ…端面、２１…下側撹拌翼、２１ａ…左下側撹拌翼、２１ｂ…右下側撹拌翼、２１ｉ…基端部、２１ｘ…外表面、２１ｙ…内表面、２２，２６…外側補助板、２３，２７…内側補助板、２５…上側撹拌翼、２５ａ…左上側撹拌翼、２５ｂ…右上側撹拌翼、３１…掘削刃、３１ａ…左側掘削刃、３１ｂ…右側掘削刃、３１ｘ…掘削ビット、３５…掘削翼、３５ａ…左側掘削翼、３５ｂ…右側掘削翼、３５ｘ…掘削ビット、４１…直線（ストレート）撹拌翼、４１ａ…左側直線撹拌翼、４１ｂ…右側直線撹拌翼、４１ｘ…凸角材、４５…第２の直線（ストレート）撹拌翼、４５ａ…第２の左側直線撹拌翼、４５ｂ…第２の右側直線撹拌翼、４５ｘ…凸角材、５１…せん断板、５１ａ…左側せん断板、５１ｂ…右側せん断板、５１ｃ…筒体、５１ｄ…フランジ、５５…第２のせん断板、５５ａ…第２の左側せん断板、５５ｂ…第２の右側せん断板、７０…軸ブレ防止ピン、Ｃ…削孔、Ｇ…地盤。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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